| 【発明の名称】 |
ソレノイドバルブ |
| 【発明者】 |
【氏名】ヘルムート サムロヴィッツ
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| 【要約】 |
【課題】ソレノイドバルブの重量を軽くし、電力の消費量を小さくする。
【解決手段】軟磁性鉄コア（１２）およびコイル（１３）を備えた電磁石（１１）と、これらコアおよびコイルにより作動されるアーマチュアとを含み、媒体のための流路（１６）を開放したり、閉鎖したりするためのソレノイドバルブに関する。本発明によれば、前記流路は、フェライトコアの正面側で終了する供給開口部を備えるフェライトコアを貫通しており、前記アーマチュアは、流路の出口側で磁力に抗して弾性的に保持される薄板アーマチュア（１４）として構成されており、このアーマチュア（１４）は、この薄板アーマチュアが下方に引き寄せられた際に、流路を閉じるシール（２１）をチャンネルに向いた側に有する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 軟磁性鉄コア（１２）およびコイル（１３）を備える電磁石（１１）と、これらコアおよびコイルにより作動させられるアーマチュアとを有し、媒体のための流路（１６）を開放したり、閉鎖したりするためのソレノイドバルブであって、前記流路（１６）が軟磁性鉄コア（１２）を貫通しており、アーマチュアが、磁力に抗して弾性的に係止される薄板アーマチュア（１４）として構成されており、更に流路に向いた側にシールを有し、薄板アーマチュアが下方に引かれると、シールがチャンネルを閉じるようになっていることを特徴とするソレノイドバルブ。
【請求項２】 弾性プラスチック材料からなる少なくとも１つのマウント（２３）によって、薄板アーマチュアが係止されていることを特徴とする、請求項１記載のソレノイドバルブ。
【請求項３】 前記弾性マウント（２３）と前記シール（２１）とが、１つの部品を形成していることを特徴とする、請求項１または２記載のソレノイドバルブ。
【請求項４】 前記マウント（２３）のプラスチック成形材料内に、薄板アーマチュア（１４）の少なくとも一部が埋め込まれていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のソレノイドバルブ。
【請求項５】 プラスチック材料がシリコーンであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のソレノイドバルブ。
【請求項６】 流路がノズル（２６）として構成されており、このノズルに軟磁性鉄コアを重ね、このノズルに係止できるようになっていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のソレノイドバルブ。
【請求項７】 バルブを係止するハウジング（２２）、または装置のハウジングの突起として、ノズル（２６）が構成されており、この突起に、バルブを取り付けるようになっていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のソレノイドバルブ。
【請求項８】前記ハウジング（２２）内に、薄板アーマチュア（１４）が係止されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のソレノイドバルブ。
【請求項９】バルブを係止するハウジング（２５）のカバーにより、またはバルブが取り付けられるハウジングのカバーにより、前記軟磁性鉄コア、コイルおよび薄板アーマチュアが、それらの取り付け位置に係止されることを特徴とするソレノイドバルブ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軟磁性鉄コア、およびコイルを備える電磁石と、これらコアおよびコイルにより作動されるアーマチュアとを備え、媒体のための流路を、開放したり、閉鎖したりするためのソレノイドバルブに関する。特に本発明は、血圧計の圧力カフを作動させるために、ガス状媒体、例えば加圧空気のためのバルブに関する。従って、以下、主に加圧空気に関連して述べるが、加圧空気に限定するものではない。他の種々の材料のうち、特にフェライトコアは軟磁性コアとして適す。以下、フェライトコアを例として説明するが、このような例に限定されるものではない。
【０００２】自動化された血圧測定を行うには、まず、腕または手首のカフを空気で加圧し、その後、通常、ステップごとに圧力を解放することが必要である。ステップの間で、カフ内の圧力および心臓の鼓動を測定し、振動測定法に従って血圧を決定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】加圧された空気をステップ状に解放するには、通常、カフに接続されたソレノイドバルブを使用する。特にオフラインで作動される移動式血圧測定装置では、電力消費量を最小に維持することが必要である。また、バルブの重量を最小限とし、装置の総重量を低減させることも好ましい。
【０００４】流路をシールするためのシールが自由端に設けられたバルブ本体に含まれるピストンを、スプリング力に抗して、アーマチュアにより作動させるソレノイドバルブは公知である。かかるバルブは、比較的大きな可動質量部材を有し、この大きな可動部材のために、それに比例して、電力消費量も大きくなる。またこれらバルブは、比較的不活発である。血圧計における加圧空気は、小さいステップでしか低減されないので、迅速に応答するバルブが好ましい。制御すべき媒体の流路内に可動アーマチュアが設けられることが多く、そのため、バルブは詰まりやすくなる。
【０００５】本発明は、重量が軽く、電力の消費量が小さいように、上記タイプのソレノイドバルブを改善するという課題に基づくものである。
【０００６】本発明によれば、この課題は、磁気コアの正面側で終了する供給開口部を備える磁気コアを流路が貫通し、アーマチュアを薄板アーマチュアとして構成し、このアーマチュアが、流路の供給開口部側で磁力に抗して弾性的に保持されており、更にチャンネルに向かった側でシールを支持しており、このシールが、薄板アーマチュアの下方に引かれた状態で流路を閉鎖するようにすることによって解決できる。このような構造は、中間要素を用いることなく、アーマチュアが流路を閉じることができるという利点を有する。可動部品の質量は極めて小さいので、重量および電力消費量を最小とすることができる。更に、制御すべき媒体の流れ内にアーマチュアは設けられていないので、詰まりによる機能的な障害が生じる恐れがない。
【０００７】特に、マウントとシールとを１つの部品として構成すると有効である。更に製造を簡略化するよう、アーマチュアの薄板の少なくとも一部を、成形プラスチックで囲むことができる。
【０００８】弾性マウントとシールとを、１つの部品で製造すると特に実用的となる。アーマチュアの薄板の少なくとも一部を、射出成形によってプラスチック内に埋め込むことも可能である。
【０００９】使用すべきエラストマーのタイプは、必要な弾性的特性を有する限り、任意のタイプでよい。例えばマウントとシールとを、シリコーンから製造すると有効である。シリコーンは、０〜５０℃の望ましい温度範囲で、移動自在な血圧計に必要な弾性度を有する。
【００１０】別の実施例によれば、チャンネルをノズルとして構成し、このノズルの上に軟磁性鉄コアを重ね、コアを所定位置に保持できる。このような実施例は、軟磁性鉄コアに対し、別個のマウントが不要となるという利点を有する。更に、可能な場合に、シール領域においてノズルの断面をテーパ状にすることにより、バルブに必要な電力消費量を更に低減できる。
【００１１】ノズルを、ハウジングの突出した部品として構成し、バルブまたはこのバルブを取り付ける装置のハウジングを係止すると有利である。更に、ハウジング内にアーマチュアの薄板を係止できる。最後に、本発明によれば、バルブを係止するハウジングのカバー内、またはバルブを取り付ける装置のカバー内に、軟磁性鉄コア、コイルおよび薄板アーマチュアを係止することが提案される。このような工夫により、必要な部品数が大幅に少なくなるので、バルブを簡単に組み立てることが容易となる。
【００１２】本発明に係わるソレノイドバルブにより、コンパクトで、かつ軽量なバルブを提供することが可能となることは明らかである。可動質量は小さいので、電力消費量も低減され、またシール要素およびシールを備えるアーマチュアの薄板の慣性が小さいことにより、バルブは迅速に応答する。
【００１３】以下、図を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【００１４】
【発明の実施の形態】図面に示されたバルブは、軟磁性鉄コア、例えばフェライトコア１２、および電気コイル１３を備えた電磁石１１を有する。薄板アーマチュア１４が設けられており、このアーマチュアは、二重矢印１５の方向に傾けることができるように締結されている。説明を明瞭にするために、図には、コイルの電気的な接続は示していない。
【００１５】フェライトコアは、制御すべき媒体、例えば加圧空気のための流路１６を有する。ハウジング１７の、薄板アーマチュア１４と反対側には、接続パイプソケット１８が設けられており、このソケットにより、バルブをホースまたはチューブに接続できるようになっている。流路は、薄板アーマチュア１４に向いたフェライトコア１２の正面側１９に進入している。
【００１６】薄板アーマチュアは、正面側１９にある流路１６の供給開口部２０の側に弾性シール２１を有する。このシールは、薄板アーマチュア１４が下方に引き寄せられた位置にある時、流路が閉じるように、開口部の頂部に嵌合している。図に示されているバルブが開放位置にあると、媒体はチャンネルを自由に通過できる。
【００１７】コイル１３は、通常の態様で、フェライトコア１２の周りに円筒形に構成されている。しかし、基本的には他の構造も可能である。電流がコイルを通って流れるとすぐに、薄板アーマチュア１４は、フェライトコアに向かって下方に引き寄せられ、バルブを閉じる。
【００１８】バルブの細部は、流路１６がハウジング２２の底部部分の突起として構成されたノズル２６となるように構成されている。フェライトコアは、ポートボアを有するこの突起に重ねられており、摩擦力によってこの突起に保持されることが好ましい。このような保持は、突起の直径をフェライトコアの開いた開口部の直径よりも若干大きくすることによって行うことができる。しかし、突起は、軸方向に延びていて、外径が同じでものでもよい。
【００１９】薄板部品は、弾性プラスチック材料、例えばシリコーンから製造された弾性マウント２３によって、ハウジング内に係止されている。マウント２３も、２本のピン２４によってハウジング２２の底部部分内に係止されている。これらの細部は、ハウジングカバー２５が、コイルを備えたフェライトコア、および薄板アーマチュアの双方をそれらの嵌合位置に保持できるように構成されている。
【００２０】特に図５〜図７から理解できるように、プラスチックマウントおよび流路用のシール２１は、１つの部品を形成している。弾性プラスチックマウントは、少なくともバルブの流路に対応する薄板アーマチュアの領域まで延び、バルブをプルダウン位置に閉じている。これら細部は、薄板アーマチュアのエッジが弾性マウント内またはその上に取り付けられるように配置できる。弾性マウントは、ほぼバルブの流路開口部まで延び、これにより、薄板アーマチュアは自由に移動できる状態のままとなっており、シールを形成するマウント部分は、磁石が附勢された際に、チャンネル開口部を閉じることができる。
【００２１】マウントを、チャンネル開口部に対応する領域において薄板アーマチュアに接続できる。すなわち、薄板アーマチュア内の開口部に、接着またはスナップ嵌合することができる。このように、薄板アーマチュア上でシールがシフトするので、バルブが正しく閉じるのを防止しない。
【００２２】弾性マウントは、磁石および流路に向いた側で、少なくとも流路まで延び、シールを形成するようにすることができる。また、図に示されるように、マグネットと反対側において、シールが流路の領域まで延び、シールが流路の方向に延びる突起を有するようにすることもできる。薄板アーマチュア１４は、突起が貫通する開口部を有し、よってシール２１を形成する。従って、アーマチュアの薄板部分は、この領域において、同時に係止要素と接続できる。この突起の直径は、薄板アーマチュア内の開口部よりも若干大きいか、または図１から判るように、アンダーカットを有することが好ましい。これにより、薄板アーマチュアへマウントのシール部分を確実に係止することができる。このように、シール部分２１がシフトすることを防止できる。流路と干渉する突起の自由端は、開口部の横断面よりも大きいので、突起は開口部を閉じることができる。
【００２３】薄板アーマチュアの製造の際に、薄板アーマチュアの周りに、マウントの弾性プラスチック材料を成形し、薄板アーマチュアとマウントとを接続する。このように、流路用のシールを備えた、頑丈で、移動自在な薄板アーマチュアを製造できる。当然ながら、シール２１とマウント２３とを、別個に薄板アーマチュア１４に接続することも可能である。
【００２４】上記の説明では、バルブは、自己のハウジングを有すると説明したが、バルブハウジングの代わりに、自己の内部にバルブを組み込んだ装置のハウジングが、必要なマウント装置を有するようにすることも可能である。特にノズルを、フェライトコアを係止する装置のハウジング部分とすることも可能である。このように、バルブ自体のための部品の数、特に可動部品の数をごく少数に維持できる。バルブハウジングを用いることなく、単にハウジング内にバルブを組み込むことも可能であり、これにより製造を容易とし、コストを低く維持できる。ハウジング底部と、電磁石と、シール要素とだけから構成されたバルブを設けることができる。これら部品は、ハウジングカバーによって所定位置に保持される。このように、バルブは極めて頑丈で、かつ軽量であるので、移動自在な可搬式の装置、例えば手首巻き付け式血圧計に使用するのに適する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５０００２６２０１
【氏名又は名称】イー・エー・エム インドゥストリエル エントゥイックルンク メディツィンテヒニク ウント フェルトリエプスゲゼルシャフト エムベーハー
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| 【出願日】 |
平成１２年１月１８日（２０００．１．１８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６０７５９
【弁理士】
【氏名又は名称】竹沢 荘一 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２００９４９（Ｐ２００１−２００９４９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月２７日（２００１．７．２７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−８７２６（Ｐ２０００−８７２６） |
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